Protierozní ochrana 4. cvičení Téma: Manuální řešení – stanovení faktorů K a C. Výpočet ztráty půdy a určení erozní ohroženosti 143YPEO ZS 2015/2016 2.

Prezentace na téma: "Protierozní ochrana 4. cvičení Téma: Manuální řešení – stanovení faktorů K a C. Výpočet ztráty půdy a určení erozní ohroženosti 143YPEO ZS 2015/2016 2."— Transkript prezentace:

1 Protierozní ochrana 4. cvičení Téma: Manuální řešení – stanovení faktorů K a C. Výpočet ztráty půdy a určení erozní ohroženosti 143YPEO ZS 2015/2016 2 + 3; z,zk

2 Devátý Jan, Ing. Laburda Tomáš, Ing. Neumann Martin, Ing. Kontakt: Místnost B670 jan.devaty@fsv.cvut.czjan.devaty@fsv.cvut.cz, tomas.laburda@fsv.cvut.cz,tomas.laburda@fsv.cvut.cz martin.neumann@fsv.cvut.cz Konzultační hodiny: Čt 10:00-11:30 Webové stránky předmětu: http://storm.fsv.cvut.cz/ Sekce Pro studenty / online přednášky a cvičení / YPEO Vedoucí cvičení

3 USLE vychází z principu tzv. přípustné ztráty půdy na tzv. jednotkovém pozemku, jehož parametry byly jasně definovány a odvozeny z rozměrů standardních výzkumných odtokových ploch s délkou 76,2 ft (22,13 m), sklonem 9%, jejichž povrch je mechanicky kultivován ve směru sklonu svahu jako úhor po dobu min. dvou let (pro tento pozemek jsou hodnoty faktorů LS, C a P rovny 1,0 ). L - faktor délky svahu S - faktor sklonu svahu R - faktor erozní účinnosti deště a povrchového odtoku K - faktor erodovatelnosti půdy C - faktor ochranného účinku vegetace P - faktor protierozního opatření LS – topografický faktor } Erozní faktory USLE

4 Zadání č. 3: 3.1 Faktor erodovatelnosti půdy (K faktor) 3.2Faktor ochranného účinku vegetace (C faktor) 3.3Výpočet ztráty půdy a určení erozní ohroženosti Pro všechny charakteristické profily plošného povrchového odtoku stanovte hodnoty erozních faktorů K a C. Vypočtěte dlouhodobou ztrátu půdy a určete erozní ohroženost jednotlivých pozemků.

5 představuje ERODOVATELNOST PŮDY = náchylnost půdy k erozi, tzn. schopnost půdy odolávat působení erozních činitelů (srážek, povrchového odtoku). V užším slova smyslu je erodovatelnost dána fyzikálními charakteristikami půdy, obecně pak i způsobem a metodami užívání půdy. 2.1K faktor Jednotky K faktoru (SI): G … intenzita ztráty půdy (t/ha.rok) R … faktor erozní účinnosti deště, vychází z kinetické energie deště a jeho intenzity (MJ.cm/ha.hod) L, S, C … relativní faktory, bezrozměrné (-) K … fyzikálně podložená veličina, ale určená regresně rozborem měření, proto se vyjadřuje zpětně z USLE: [K] = [G] / [R.L.S.C.P] [K] = [ (t/ha.rok) / (MJ.cm/ha.hod)] = t.hod./MJ.cm.rok

6 Hodnota faktoru K se určuje : nomogramu 1.Z výsledků texturální a strukturální analýzy porušených půdních vzorků a dalších hydrofyzikálních charakteristik. Stanovuje se na základě nomogramu podle půdního druhu 2.Orientačně podle map bonitovaných půdně ekologických jednotek (BPEJ) na základě půdního typu daného hlavní půdní jednotkou (HPJ) – použijeme na cvičení K faktor

7 Stanovení K faktoru z nomogramu Janeček a kol., 2012: Ochrana zemědělské půdy před erozí (metodika) - obsah částic jílu, prachu a jemného písku d = 0,002 – 0,1 mm (%) - obsah částic písku d = 0,1 – 2,0 mm (%) - obsah humusu (%) - struktura půdy (1-4) a propustnost půdy (1-6), dány kódem.

8 7. 23.11 Stanovení K faktoru z kódu BPEJ kód klimatického regionu kód hlavní půdní jednotky: HPJ kód sklonitosti a expozice půdní typ: černozemě, hnědé půdy, glejové, atd.

9 Janeček a kol., 2012: Ochrana zemědělské půdy před erozí (metodika) http://fzp.czu.cz/vyzkum/metodiky /Metodika_Ochrana_zemedelske _pudy_pred_erozi.pdf Stanovení K faktoru z kódu BPEJ Nalezení hodnoty K faktoru podle kódu HPJ (dle podkladů zadání – vrstva HPJ a převodní tabulka HPJ_K) Pro každý profil vyčíslete K faktor jako vážený průměr hodnot vyskytujících se na části pozemku charakterizovaného profilem.

10 Stanovení hloubky půdy Hloubka půdního profiluKód BPEJ mělká půda (do 30 cm)2 středně hluboká půda (30 - 60 cm)1 hluboká půda (nad 60 cm)0 Tab. 1 Přepočet kódu BPEJ na hloubku půdního profilu (SOWAC-GIS) Kód BPEJ obsahuje informaci o hloubce půdního profilu – následné uplatnění u přípustné ztráty půdy (viz dále): Volně přístupná data na portálu SOWAC-GIS: http://geoportal.vumop.cz/http://geoportal.vumop.cz/ Mapové projekty – Charakteristiky BPEJ – Mapa (možnost využití služby WMS) Zjistěte, zda se na řešených pozemcích vyskytuje mělká půda – bude zohledněno v rámci navrhování protierozních opatření.

11 SOWAC GIS

12 představuje ochranný účinek vegetačního krytu. Jeho druh, stav v době výskytu příčinného deště a používaná agrotechnika ovlivňují vznik a průběh povrchového odtoku a eroze na svahu (pozemku) C faktor vyjadřuje relativní ochranný účinek vegetace na intenzitu ztráty půdy ve vztahu k pozemku bez vegetačního pokryvu. ZPŮSOB URČENÍ: 1. Odhad pomocí doporučených průměrných ročních hodnot C faktoru pro dané plodiny dle platné metodiky 2. Přesné stanovení zohledňující fenologické fáze rostlin a korekce podle R faktoru – použijeme !!! C faktor

13 C faktor – ODHAD POMOCÍ PRŮMĚRNÝCH ROČNÍCH HODNOT Tab.3 Výběr z doporučených průměrných ročních hodnot C faktoru dle metodiky (Janeček a kol., 2012) plodinaC faktorplodinaC faktor pšenice ozimá0,12chmelnice0,80 žito ozimé0,17řepka ozimá0,22 ječmen jarní0,15slunečnice0,6 ječmen ozimý0,17mák0,5 oves0,1ostatní olejniny0,22 kukuřice na zrno0,61kukuřice na siláž0,72 luštěniny0,05ostatní pícniny jednoleté0,02 brambory rané0,6ostatní pícniny víceleté0,01 brambory pozdní0,44zelenina0,45 louky0,005sady0,45 V případě víceletého osevního postupu se C faktor určí jako prostý průměr hodnot C faktoru používaných plodin.

14 1.období podmítky a hrubé brázdy, 2.období od přípravy pozemku k setí do konce prvního měsíce po zasetí 3.období po dobu dvou měsíců od jarního nebo letního setí či sázení (délka trvání 3.období je jeden měsíc), u ozimů do 30.4. 4. období od konce 3.období do sklizně 5. období strniště (od sklizně do. začátku 1.období další plodiny). Toto rozdělení zohledňuje stav plodiny a tedy její schopnost chránit půdu před erozí v daném období se provádí na základě: rozdělení vegetačního období plodiny do 5 pěstebních období (fenologických fází): C faktor – PODROBNÉ STANOVENÍ korekce podle rozdělení R faktoru v průběhu roku Tato korekce zohledňuje fakt, že erozně nebezpečné srážky se vyskytují převážně v letním období

15 Postup pro určení C faktoru na příkladu konkrétní plodiny: Postup pro určení C faktoru na příkladu konkrétní plodiny: a)Vegetační období plodiny se rozdělí na 5 základních pěstebních období (začátku a konci každého pěstebního období se přiřadí datum) Následuje příklad stanovení hodnoty C faktoru dle fenologických fází pro jednoletý osevní postup s užitím řepky ozimé. V rámci cvičení zadán dvouletý osevní postup s různými plodinami! Stanovení proveďte analogicky. PLODINY / OPERACEorba/vláčenísetí (sázení)sklizeň ječmen jarní ( střední Čechy)3.4.17.4.9.8. řepka ozimá (oblast středních Čech)25.8.5.9.27.7. Období vývoje plodinyObdobí kalendářní 1. období podmítky a hrubé brázdy,7.8. – 25.8. 2. období od vláčení/orby do 1 měs. po zasetí26.8. – 5.10. 3. období po dobu 2. měs. od setí, u ozimů do 30.4.6.10. – 30.4. 4. období od konce 3. období do sklizně1.5. – 27.7. 5. období strniště28.7. – 6.8.

16 Zásady pro vymezení fenologických fází Zásady pro vymezení fenologických fází Období vývoje plodinyObdobí kalendářní 1. období podmítky a hrubé brázdy,7.8. – 25.8. 2. období od vláčení/orby do 1 měs. po zasetí26.8. – 5.10. 3. období po dobu 2. měs. od setí, u ozimů do 30.4.6.10. – 30.4. 4. období od konce 3. období do sklizně1.5. – 27.7. 5. období strniště28.7. – 6.8. PLODINY / OPERACEorba/vláčenísetí (sázení)sklizeň řepka ozimá (oblast středních Čech)25.8.5.9.27.7. -popsaný celý rok nebo minimálně celé vegetační období plodiny -fáze navazují, žádný den nechybí ani nepřebývá -v případě několikaletého osevního postupu (my 2 roky) na sebe všechny plodiny navazují - nepřekrývají se; nebo mají odstup (např. 2 jařiny za sebou)

17 Zadání výpočtu C faktoru studentkombinace plodin Frühaufová Eliška 111 Hanzlíková Jitka 18 Jílková Markéta 211 Kořán Jakub 28 Kouřímová Lenka 38 Kučerová Lucie 311 Mrázková Nikola 114 Roudnická Adéla 59 Stašek Jakub 69 Tichý Michal 74 Vlasák Karel 312 Vlček Jakub 112 Wlazlo Martin 812 Zadání kombinace plodin ve 2-letém osevní postupu

18 Zadání jednotlivých plodin pro výpočet C faktoru Č. plodiny PLODINY / OPERACEorba / vláčení setí (sázení) sklizeň 1jarní obilovina (ječmen – oblast středních Čech) 3.4.17.4.9.8. 2jarní obilovina (směska – oblast jižních Čech) 15.3.15.4.20.8. 3jarní obilovina s podsevem (ječmen –již. Čechy)11.4.15.4.30.9. 4ozimá obilovina (žito – oblast Podorlicka)20.8./9.9.25.9.25.7. 5ozimá obilovina (směska - oblast jižních Čech)15.9.3.10.5. 8. 6pšenice jarní 16.3.15.4.30.8. 7ozimá obilovina (triticale)15.9.30.9.15.5. 8kukuřice15.5.30.5.15.10. 9slunečnice24.4.28.4.26.9. 10ozimá řepka (oblast středních Čech)5.8/27.8.5.9.27.7. 11kapusta jarní16.4.30.4. 15.7. 12brambory pozdní (oblast Českomor. vysočiny)7.4.30.4. 20.9. Tab.4 Fenologické údaje pro plodiny – průměrné termíny agrotechnických operací

19 Postup pro určení C faktoru na příkladu konkrétní plodiny: b)Každému období se přiřadí příslušná dílčí hodnota C faktoru – dána tab. v metodice a)Vegetační období plodiny se rozdělí na 5 základních pěstebních období (začátku a konci každého pěstebního období se přiřadí datum) Tab.5 Přiřazení dílčích hodnot C faktoru dle pěstebních fází pro řepku ozimou Období vývoje plodiny Období kalendářníDílčí hodnota C faktoru 1. období podmítky a hrubé brázdy1.8. – 20.8.0,68 2. období od vláčení/orby do 1 měs. po zasetí21.8. – 30.9.0,70 3. období po dobu 2. měs. od setí, u ozimů do 30.4.1.10. – 30.4.0,45 4. období od konce 3. období do sklizně1.5. – 20.7.0,08 5. období strniště21.7. – 31.7.0,25

20 Přiřazení dílčích hodnot C faktoru plodinám dle fenologických fází PlodinaZařazení v osevním postupu Použitá agro- technika Hodnoty faktoru vegetačního krytu a agrotechniky podle pěstebních období 12345a5b Obilniny (ječmen, pšenice, oves, triticale, atd.) po 1. roce po jetelovinách OP St 0,50 0,02 0,55 0,02 0,30 0,02 0,05 0,02 0,20 0,02 0,04 0,02 po obilnináchOP St 0,65 0,25 0,70 0,25 0,45 0,20 0,08 0,25 0,04 po okopaninách a kukuřici OP St 0,70 0,75 0,70 0,50 0,45 0,08 0,25 0,04 Kukuřice Slunečnice sláma předplodiny sklizena OP St 0,70 O K 0,25 - 0,70 0,90 O K 0,25 - 0,70 0,70 O K 0,25 - 0,55 0,35 0,25 0,70 0,60 0,40 0,30 sláma předplodiny nesklizena OP St 0,60 O K 0,04 - 0,30 0,75 O K 0,04 - 0,25 0,55 O K 0,04 - 0,20 0,25 O K 0,05 - 0,20 0,60 O K 0,25 - 0,40 0,30 O K 0,15-0,30 Brambory, Kapusta, Cukrovkav přímých řádcích 0,650,800,650,300,70 Pozn: 5a - sláma sklizena, 5b - sláma ponechána, O - po obilovině, K - po kukuřici, OP - setí do zorané půdy, St - setí do strniště. uvažujeme kritické scénáře Tab.6 Doporučené hodnoty C faktoru – dlouhodobé roční průměry pro ČR (Janeček a kol., 2002)

21 Postup pro určení C faktoru na příkladu konkrétní plodiny: Postup pro určení C faktoru na příkladu konkrétní plodiny: b)Každému období se přiřadí příslušná dílčí hodnota C faktoru – dána tab. v metodice a)Vegetační období plodiny se rozdělí na 5 základních pěstebních období (začátku a konci každého pěstebního období se přiřadí datum) c)Každému pěstebnímu období se podle délky kalendářního období přiřadí příslušný roční podíl R faktoru = procentuální hodnota z roční hodnoty faktoru erozní účinnosti deště – dáno tabulkou v metodice

22 měsícdubenkvětenčervenčervenecsrpenzáříříjen % R11122302682 Přiřazení ročního podílu R faktoru pro každé pěstební období POZOR: jednotlivé pěstební fáze netrvají vždy 1 celý kalendářní měsíc, proto je nutné určení %R pro 1 den v každém měsíci  např. %R 1d,květen = 11/31. Trvá-li pak fáze od 2.5. do 16.5. - tj. 15 dní, má %R hodnotu (11/31) 15 = 5,32 % = 0,0532 Tab.7 Rozdělení průměrné roční hodnoty R faktoru do jednotlivých měsíců v ČR (Janeček a kol.,2012)

23 Postup pro určení C faktoru na příkladu konkrétní plodiny: Postup pro určení C faktoru na příkladu konkrétní plodiny: b)Každému období se přiřadí příslušná dílčí hodnota C faktoru – dána tab. v metodice a)Vegetační období plodiny se rozdělí na 5 základních pěstebních období (začátku a konci každého pěstebního období se přiřadí datum) c)Každému pěstebnímu období se podle délky kalendářního období přiřadí příslušný roční podíl R faktoru = procentuální hodnota z roční hodnoty faktoru erozní účinnosti deště – dáno tabulkou v metodice Období vývoje plodinyObdobí kalendářníPočet dní v měsících% R 1. období podmítky a hrubé brázdy1.8. – 20.8.sr 2016,8 2. období od vláčení/orby do 1 měs. po zasetí21.8. – 30.9.sr 11 + zá 3017,2 3. období po dobu 2. měs. od setí, u ozimů do 30.4.1.10. – 30.4. ří,pr,le,bř 31 + li,du 30 + ú 283,0 4. období od konce 3. období do sklizně1.5. – 20.7.kv 31 + čv 30 + čvc 2052,3 5. období strniště21.7. – 31.7.čvc 1110,7 Kontrolní součet365100 % Tab.8 Přiřazení procentuálního ročního podílu R faktoru pěstebním fázím pro řepku ozimou

24 V případě víceletého osevního postupu se střídáním různých plodin se tímto postupem sestaví jedna tabulka pro fenologické fáze všech použitých plodin (položek v tabulce bude 5 x počet plodin). Dlouhodobá průměrná hodnota ochranného vlivu vegetace (C faktoru) na vyšetřovaném pozemku (svahu) pro daný osevní postup se pak získá z váženého průměru C faktoru z bodu d) vydělením délkou osevního postupu (počtem let). Postup pro určení C faktoru na příkladu konkrétní plodiny: b)Každému období se přiřadí příslušná dílčí hodnota C faktoru – dána tab. v metodice a)Vegetační období plodiny se rozdělí na 5 základních pěstebních období (začátku a konci každého pěstebního období se přiřadí datum) c)Každému pěstebnímu období se podle délky kalendářního období přiřadí příslušný roční podíl R faktoru = procentuální hodnota z roční hodnoty faktoru erozní účinnosti deště – dáno tabulkou v metodice d)Průměrná hodnota faktoru ochranného účinku plodiny za vegetační období se určí jako vážený průměr dílčích hodnot C faktoru vzhledem k rozdělení R faktoru během roku

25 Tab 9. Výpočet průměrné roční hodnoty C faktoru pro N-letý osevní postup s m plodinami Pěstební období Kalendářní období (od – do) Dílčí hodnota C faktoru (C i ) Počet dní v měsících % R-faktoru pro kalendářní období (%R i ) (C i * R i ) 1.1 1.2 1.3 1.4 m.4 m.5 Σ N x 365 N x 100% ΣCiRiΣCiRi Doporučená výstupní tabulka pro výpočet: Průměrná roční hodnota C faktoru pro použitý osevní postup:

26 Protierozní kalkulačka Obsahuje parametry rovnice USLE a umožňuje výpočet erozní ohroženosti Webová aplikace Protierozní kalkulačka (VÚMOP): http://me.vumop.cz/mapserv/ekalkulacka/ http://me.vumop.cz/mapserv/ekalkulacka/

27 -popisuje VLIV PROTIEROZNÍCH OPATŘENÍ na ztrátu půdy, mohou jimi být např. vrstevnicový a pásový způsob hospodaření, ochranné zatravňování, příkopy, průlehy, terasy, protierozní hrázky, apod. -protierozní opatření (PEO) ovlivňují intenzitu eroze změnou směru odtoku i jeho faktickým snížením, a tím mají vliv na snížení erozní účinnosti odtoku a podporují usazování částic. -P faktor nabývá hodnot 0 – 1. Pro situaci bez provedených technických nebo používaných jiných organizačních či agrotechnických opatření je P = 1 - stav před návrhem, použijeme! P faktor

28 Výpočet ztráty půdy pomocí Univerzální rovnice (USLE) Použití USLE = výpočet dlouhodobé průměrné roční ztráty půdy G (t/ha.rok) je standardní metoda pro posouzení erozní ohroženosti pozemku (svahu) pomocí hodnoty tzv. přípustné (tolerované) roční ztráty půdy (Gp). Ztráta půdy se v USLE určí pomocí hodnot tzv. erozních faktorů R, K, LS, C a P  pro vyšetřovaný pozemek/svah: USLE má tvar: G = R. K. L. S. C. P

29 Definice přípustné ztráty půdy: Maximální intenzita eroze půdy, která dovoluje udržovat trvalou a ekonomicky dostupnou vysokou úroveň úrodnosti půdy. Eroze by měla probíhat s takovou intenzitou, aby způsobená ztráta půdy byla nahrazena přirozenou tvorbou nové + aby transport látek nezpůsoboval znečištění nad povolenou mez a zanášení toků a nádrží (zpřísnění po vstupu do EU) Přípustná ztráta půdy

30 Hloubka půdního profiluG P (t/ha.rok) mělká půda (do 30 cm)max. 1,0 středně hluboká půda (30 - 60 cm)max. 4,0 hluboká půda (nad 60 cm) max. 10,0 Limity přípustné ztráty půdy Tab.10 Hodnoty přípustné ztráty půdy v ČR dle staré metodiky ( Janeček a kol., 2002 )  Na základě zadané hloubky půdního profilu z BPEJ se určí hloubka půdy a její Gp Hloubka půdního profiluG P (t/ha.rok) mělká půda (do 30 cm)Převedení na TTP nebo zalesnění středně hluboká půda (30 - 60 cm)max. 4,0 hluboká půda (nad 60 cm)max. 4,0 Tab.10 Hodnoty přípustné ztráty půdy v ČR dle platné metodiky (Janeček a kol., 2012) Dle nové metodiky došlo ke zvýšení R faktoru spolu se snížením přípustné ztráty půdy z důvodu zvýšení ochrany té nejúrodnější půdy. Posouzení ztráty půdy provést stejně jako určení R faktoru podle nové metodiky (Janeček a kol., 2012).

31 Posouzení erozní ohroženosti a stanovení přípustné délky Porovnání : G  Gp  pozemek není z hlediska příp. ztráty půdy ohrožen G  Gp  pozemek je z hlediska příp. ztráty půdy ohrožen

32 Požadované výstupy Souhrnná zpráva (dle požadavků) Výpočet K faktoru pro každý pozemek Výpočet C faktoru Výpočet ztráty půdy a určení erozní ohroženosti

33 Děkuji vám za pozornost